Poblacion, muestra, X, variables. Escalas de medición y

Algoritmica II
Verano 2011
Pensando OO
2
Datos y código
 Todo programa está formado por 2 elementos: datos y
código.
 Los datos es lo que se desea almacenar y procesar.
Corresponden a la memoria.
 El código corresponde a las instrucciones que definen lo
que se quiere hacer con esos datos. De esta manera
definen el comportamiento.
3
Datos y código
 Todo programa debe organizar estos dos elementos.
 Existen 2 enfoques (o paradigmas) para hacerlo:
 Programación basada en procesos.
 Programación basada en objetos.
4
Programación basada en procesos
 El programa se organiza en base a las operaciones que se
quieren realizar.
 Estas operaciones se organizan en grupos llamados
procedimientos.
 Entonces el programa es un conjunto de procedimientos.
5
Programación basada en procesos
Problemas:
 Los datos quedan dispersos en el programa.
 Cualquier procedimiento puede hacer cualquier cosa
con cualquier dato.
 En problemas muy grandes, este enfoque se vuelve
caótico.
6
Programación basada en objetos
 El programa se organiza en base a los datos que se
quieren almacenar y procesar.
 Estos datos se organizan en grupos, y para cada grupo se
definen las operaciones que se quieren realizar con esos
datos.
 Ese conjunto de datos y sus operaciones conforman un
objeto.
7
Programación basada en objetos
 Entonces el programa es un conjunto de objetos que
interactúan.
Entonces:
 Los datos quedan organizados en el programa.
 Una operación no puede hacer cualquier cosa con cualquier dato. Sólo
puede hacerlo con los datos de su objeto.
 En problemas muy grandes, este enfoque permite reducir complejidad.
8
Clases y objetos
Una clase es un tipo al cual pertenecen objetos
o instancias de la clase.
Pez
Clase PEZ
Los objetos de esta clase tienen
color
y tienen la capacidad de
respirar bajo el agua,
nadar y alimentarse.
9
PECES
Estas son instancias de la
clase pez.
Clases y objetos de software
Una clase es una unidad de software que posee
memoria y comportamiento.
Una clase es el “plano” que permite “construir”
un objeto: define sus propiedades (datos que
almacena el objeto) y el código de sus
métodos (comportamiento).
memoria
comportamiento
10
propiedades
métodos
Fundamentos de la P.O.O.
 La POO (Programación Orientada a Objetos) se basa en cuatro
conceptos:
Abstracción Encapsulación
11
Herencia
Polimorfismo
Abstracción
 Es el proceso de reconocer y seleccionar
las
características esenciales de los entes que forman parte
de un sistema bajo estudio.
 Reduce la complejidad del problema real, permitiendo
su manejo.
 Aplicada a la POO, la abstracción permite reconocer las
propiedades de las clases de un software en desarrollo.
Abstracción
12
Abstracción (cont.)
Sistema de Ventas Casa
Comercial
- Marca
- Modelo
- Nº Motor
- Nº chasis
- Color
- Equipamiento
- Valor de venta
- Fecha de venta
- Comprador
- Vendedor
13
Registro Nacional de
Vehiculos Motorizados:
Servicio Técnico:
- Propietario
- Marca
- Modelo
- Patente
- Fecha ingreso al taller
- Fecha salida de taller
- Kilometraje vehículo
- Tipo de falla
- Propietario
- Marca
- Modelo
- Patente
- Nº Motor
- Nº chasis
- Color
Abstracción
Encapsulación
 Mecanismo que permite juntar el código y los datos que
maneja en una sola estructura: la clase.
 Se forma como un envoltorio protector que mantiene al
código y datos alejados de posibles interferencias o usos
indebidos.
Encapsulación
14
Encapsulación
 El acceso al código y a los datos se realiza de forma
controlada a través de una interfaz bien definida.
Encapsulación
15
Herencia
 Proceso en el cual un objeto adquiere las propiedades de
otro.
 La herencia permite crear cada vez clases más
especializadas (y complejas) a partir de las clases
anteriores.
 Entonces, se forma una clasificación jerárquica de clases.
Herencia
16
Polimorfismo
 ―Muchas formas‖, en griego.
 Permite que la misma interfaz se utilice para una clase
general de acción. Entonces, el compilador selecciona la
acción específica que se debe aplicar a cada situación.
Polimorfismo
17
Polimorfismo
 Con esto se reduce la complejidad.
 Se resume con la frase ―Una interfaz, varios métodos‖.
Polimorfismo
18
Posibilidades de la P.O.O.
 Usar clases previamente implementadas.
Ejemplos:
BufferedReader
String
 Definir e implementar nuevas clases.
Ejemplos:
Persona
Lista
Auto
19
Orientación a Objetos
 OOP (Object Oriented Programming) es una idea distinta
de otras en programación
 OOP es un paso en la evolución de previos abstracciones de
programación
20
¿Por qué OOP es popular?
 La esperanza que rápidamente y fácilmente conducirá a
aumentar la productividad y mejorar confiabilidad. De la
mano viene Diseño Orientado a Objetos.
 El deseo de una transición simple de lenguajes existentes
 La similitud con técnicas de pensamiento sobre problemas en
otras áreas
21
¿Por qué OOP es popular?
 La programación de un computador aún es una de las
más difíciles tareas enfrentadas por el hombre; llegar a
ser hábil en programación requiere talento, creatividad,
inteligencia, lógica, la habilidad de construir y usar
abstracciones, y experiencia.
 Programación Orientada al Objeto es una nueva forma
de pensar sobre qué significa hacer cómputos, sobre
cómo podemos estructurar información al interior de un
computador.
22
Lenguaje y Pensamiento
 En otras palabras la forma como hablamos influye en la manera
como vemos el mundo (y viceversa).
 Esto es válido no sólo para los lenguajes naturales (español, inglés,
mapuche...) sino también para los lenguajes artificiales como los
de programación (C, Pascal, C++, Java...)
 Ejemplo:
 En MATLAB los loops son lentos de procesar, pero las matrices son muy
rápidas. Se sugiere ver las soluciones operando matrices y no vía ciclos for.
 Corolario: los nombres de objetos e identificadores son relevantes.
Después de un tiempo no hay pensamiento sólo nombres en el
código.
23
Lenguaje y Pensamiento (Cont.)
 Hipótesis de Whorf: Trabajando en un lenguaje, es posible que un individuo
imagine pensamientos o ideas que no pueden ser trasladadas o entendidas por
individuos trabajando en otro contexto lingüístico.
¿Entendemos los problemas de origen étnico y religioso en algunos países del
planeta?
Blanco, blanco, blanco, blanco ¿Qué líquido toma la vaca?
=> nuestro conocimiento da forma a nuestras soluciones
 Conjetura de Church: Cualquier computación para la cual existe un
procedimiento efectivo puede ser realizada por una máquina de Turing. (ésta
dispone de una máquina de estados y una cinta donde se puede escribir y
borrar). En los 60s se demostró que esta máquina podía ser emulada por
cualquier lenguaje con la sentencia condicional.
=> Una máquina muy simple puede resolverlo todo
24
Lenguaje y Pensamiento (Cont.)
 Entonces en qué quedamos, estas dos ideas parecen
contradictorias. Hay ideas que no son entendidas en otros
contextos lingüísticos v/s la máquina de Turing con sólo sentencia
if es capaz de hacerlo todo. ¿Para qué aprender otra cosa?
 Técnicas de orientación al objeto no proveen ninguna capacidad
computacional nueva que permita resolver problemas no solubles
por otros medios. Pero estas técnicas conducen a soluciones más
fáciles y naturales (para el hombre) y favorecen la administración
de grandes proyectos.
25
Computación como Simulación
 Ustedes pueden estar acostumbrados al modelo proceso-estado. Al estilo de la





26
máquina de Von Newman. El computador sigue un patrón de instrucciones,
organizadas en la memoria, saca valores desde varias localizaciones, los
transforma, y pone resultados en otras localizaciones.
Este modelo no ayuda mucho para entender cómo resolver problemas reales.
No es la forma de pensar y ver las cosas.
La visión de la OOP es crear un ―universo‖ y es en muchas formas similar al
estilo de la simulación llamado ―simulación conducida por eventos‖
En OOP, tenemos la visión de computación como simulación.
Cuando los programadores piensan en los problemas en términos de
comportamientos y responsabilidades de objetos, ellos aprovechan su gran
intuición, ideas, y entendimiento ganado con la experiencia diaria.
Ver ejemplo líneas y puntos
Tratando con la complejidad
 Los problemas más complejos son comúnmente abordados por un
equipo de programadores.
 La interconexión entre componentes es tradicionalmente
complicada y por ello gran cantidad de información debe ser
intercambiada entre los integrantes de un equipo.
 La incorporación de más gente puede alargar el proyecto en
lugar de acortarlo.
 El principal mecanismo para controlar la complejidad es
la abstracción. Ésta es la habilidad de encapsular y aislar
localmente información de diseño.
27
Una nueva forma de ver el mundo






28
Supongamos que deseo enviar flores a mi abuelita. Una forma es ir a la florería y
pedirselo a la vendedora. Le doy el tipo de flores y la dirección donde enviarlas.
Yo busco un “agente” (la vendedora) y le paso un mensaje con el requerimiento. Es la
responsabilidad de la vendedora el enviar las flores. Hay un método, conjunto de
operaciones o algoritmo, usado por a vendedora para hacer esto. Yo no necesito
conocer el detalle de este método.
Las acciones son iniciadas en OOP por la transmisión de un mensaje (invocación de
un método) a un agente (un objeto) responsable por la acción.
Dos ideas: Ocultar información (hacer saber sólo lo indispensable o principio de
“Information Hiding”) y Reutilización. Sacarse la idea de tener que escribir todo y
no usar servicios de otros (delegar).
Dos importantes diferencias entre invocar Procedimientos y Mensajes
 En mensajes hay un receptor designado, en procedimientos no.
 La interpretación del mensaje (método) depende del receptor. Por ejemplo, mi
esposa no actuaría igual si le pido enviar las flores.
Usualmente el receptor de un mensaje no se conoce hasta tiempo de ejecución.
Decimos que la ligazón entre mensajes (nombre de función, procedimiento o
método) y el fragmento de código (implementación) usado para responder es
determinada en tiempo de ejecución.
Reutilización del software
 La gente se ha preguntado con frecuencia por qué el software no
puede semejarse a la construcción de objetos materiales. Éstos
normalmente son construidos a partir de otros elementos ya
existentes y depurados.
 Por ejemplo: El acceso a una tabla indexada para buscar objetos es
una operación común en programación; sin embargo, esta
operación es re-escrita en cada nueva aplicación. Normalmente
esto pasa porque los lenguajes tradicionales tienden a relacionar
muy fuertemente el tipo del elemento con el código para insertar
o buscar los elementos.
 El uso de técnicas de programación orientada al objeto debería
conducir a generar gran número de componentes de software reutilizables.
29
Ejemplo: Un Stack
 Este ejemplo ilustra las limitaciones de algunos lenguajes para ocultar información y
desacoplar tareas.

30
int datastack[100];
int datatop = 0;
void init() {
datatop=0;
}
void push (int val) {
if (datato <100)
datastack [datatop++] = val;
}
void top () {
if (datatop >0 )
return (datastack [datatop-1]);
}
int pop() {
if (datatop >0)
return (datastack [--datatop]);
return 0;
}
• Los datos del stack no pueden ser
locales a cada función
• Sólo hay dos opciones: Locales o
Globales -> Globales
• Globales -> no hay forma de
limitar la visibilidad de esos
nombres.
• El nombre datastack debe estar en
conocimiento de los otros
programadores.
• Los nombre init, pus, top, pop, ya
no pueden ser usados.
Ejemplo: Un Stack
 Definiendo el alcance dentro de un bloque (como en Pascal)
 begin
var
31
datastack: array [1..100] of integer;
datatop: integer;
procedure init; ....
Procedure push(val: integer); ....
Procedure pop : integer; ....
.....
end;
 Al dar acceso a la interfaz (o ―protocolo‖ o nombre de funciones y profedimientos),
también se está dando acceso a sus datos comunes (datatop) , al dar acceso los nombres
quedan ―tomados‖.
 La idea está contenida en los dos principios de David Parnas:
1.- Proveer al usuario (otro programador, por ejemplo) toda la información necesaria
para usar correctamente un módulo, y NADA MÁS.
2.- Se debe proveer al implementador con toda la información que él necesita para
completar el módulo, y NADA MÁS.
Responsabilidades
 Un concepto en OOP es describir comportamientos en
términos de responsabilidades. Esto permite
aumentar el nivel de abstracción y mejora la
independencia entre agentes (importante para resolver
problemas complejos).
 La colección de responsabilidades asociadas con un
objeto es descrita por el término protocolo.
 No pregunte por lo que tú puedes hacer a tu estructura
de datos, sino pregunta lo que tu estructura de datos
puede hacer por ti.
32
Clases e Instancias
 Nosotros siempre tenemos una idea de las cosas más allá de
ellas mismas. La vendedora es una instancia de una categoría
o clase (por ejemplo Florista).
 Todos los objetos son instancias de alguna clase.
 Los objetos son entes que tienen nombre, comportamiento y
estado.
33
Jerarquía de clases y herencia
 El hecho que el conocimiento de una categoría
más general es también aplicable a una categoría
específica se conoce como Herencia.
 Decimos que la clase Florista hereda los atributos de la
clase Vendedor, y ésta hereda de la clase Humano, y ésta
hereda de la clase Mamífero .... Se establece así una
Jerarquía de clases.
34
Jerarquías de Clases
 Las clases pueden ser organizadas en estructuras de herencia jerárquicas.
 Una clase hijo (O subclase) hereda atributos de la clase padre. Una clase abstracta no
posee instancias directas y es sólo usada para crear subclases. Por ejemplo Mamífero
Objeto Material
Animal
Planta
Mamífero
Perro
Flor
Humano
Vendedor
Florista
Pluto
35
Ingeniero
Clases
Clavel
Ingeniero Electrónico
Marta (mi florista)
Agustín
Flores de mi abuelita
Instancias u Objetos
Objetos-Mensajes, Herencia, y Polimorfismo
 Paso de mensajes: En OOP las acciones son iniciadas por un requerimiento a un objeto
específico. (analogía: invocación de procedimiento es a procedimiento como mensaje es a
método)
 Lo previo es nada más que un cambio de énfasis. ¿Qué es más natural: llamar a la rutina
push con stack y dato como parámetros o pedirle a un stack hacer un push de un dato?
 Implícito está la idea que la interpretación del mensaje puede variar con diferentes
objetos (polimorfismo). Los nombres no necesitan ser únicos. Se pueden usar formas
más simples que conducen a programas más leíbles y entendibles.
 La Herencia permite a diferentes tipos de datos compartir el mismo código (=> menor
tamaño de código y mayor funcionalidad).
 Polimorfismo: Hay varias formas de él. La idea básica es usar el mismo nombre o
mensaje para referirse a cosas muy similares. ¿Por qué debería darle un nombre distinto
a la función push cuando insertamos un real -float- o insertamos un carácter -char?
36
Introducción a Java y Diseño
orientado a objetos
37
Java: Motivaciones de su origen
“Deja” atrás características problemáticas:
Punteros
Asignación de memoria (malloc)
Herencia múltiple
Sobrecarga de operadores
Independiente de:
Tipo de computador
Sistema operativo
Sistema de ventanas (win32, Motif, etc...)
38
“Deja” atrás características problemáticas:
Asignación de memoria (malloc)
Herencia múltiple
Sobrecarga de operadores
Independiente de:
Tipo de computador
Sistema operativo
Sistema de ventanas (win32, Motif, etc...)
Compilación
Tiempo
Compilación
PC
Texto
fuente
Java
Mac
Tiempo Carga y
ejecución
bytecode
Mac
+JVM
*unix
+JVM
*unix
JVM es la Java Virtual Machine,
39
PC
+JVM
Una para cada plataforma.
Trabajando con Java
 Creación programa: Con editor crear programa
Diseño
*.java (FirstSample.java)
Editor
 Hacer uso de documentación en
manuales.elo.utfsm.cl
FirstSample.java
 Compilación: vía el comando el línea
$javac FirstSample.java
$ javac FirstSample.java
 Ejecución:
FirstSample.class
$java FirstSample
 Hay ambientes de trabajo más amigables para
hacer estas tareas.
$java FirstSample
40
Editores de texto
 Recomiendo aprender a digitar bien.
 Emacs (win o Linux), Kate (linux),
 Usar ambientes integrados de Desarrollo (IDE) como:
 Jcreator
 Eclipse
 netbean
 Hoy otros, ver conveniencia.
41
Sistema de Desarrollo
 Lo puede bajar de SUN:
 http://java.sun.com
 Versiones:
 Java EE (Enterprice Edition),
 Java SE (Standar Edition),
 Java ME (Micro-Edition)
42
¿Cómo diseñamos programas de
computación?
43
Modelado
 En todas las aplicaciones, los programadores crean modelos
Problema
Clima
Obra Civil
Contabilidad
Modelo
Atmósfera
Puente
Libro contable
Juego
Mundo virtual
Sub-modelos
Nubes, mar, viento
Torres, cubierta, pilares
Clientes registro, registro
ahorros
Dragones, calabozos
 Programas modelas el comportamiento de objetos del mundo real
 Necesitamos una formalidad para crear modelos de software de los objetos que un
programa maneja
 El diseño de software orientado a objetos usa
 Clases de objetos (class)
 Métodos que manipulan esos objetos
44
Diseño Orientado a Objetos
 Clases – Son las abstracciones del sistema.
 Definen el comportamiento de un grupo similar de objetos
Clase
Puente
Dragon
Cuenta
bancaria
45
Comportamiento
• Colapsa con vientos sobre 50km/h.
• Flexión de cubierta proporcional a la carga.
• Puede ser creado con más de una vida.
• Si le cae un rayo de más de 4 GVolts, se encoge y
transforma en un montículo de polvo de oro.
• Cada cuenta puede tener distinta tasa de interés.
• Sólo se permite retiros de hasta 200 K$ diarios.
Diseño orientado a objetos
 Clases
 Las definiciones de clases son abstracciones.
 Ellas definen el comportamiento de la abstracción.
 El cómo es logrado ese comportamiento no es materia de quien
usa la clase, sino sólo de quien la implementa.
 Las clases son cajas negras.
 En su implementación las clases definen también atributos para
las abstracciones.
46
Calculadora
47
Calculadora
48
Calculadora
49
Calculadora
50
Clases
 Cada clase define comportamientos o responsabilidades o mensajes que pueden
ser enviados a la clase
 Puntos
 Tienen distancia desde origen
 puede ser trasladados, ...
 Líneas
 tienen largo, pendiente
 puede interceptar otra, ...
 Rectángulos tienen
 largo, ancho, diagonal
 perímetro, área, ….
51
Una Clase- múltiple objetos
 Podemos instanciar (crear) múltiple objetos de una misma
clase
 crear puntos en diferente lugar del espacio
 crear conjunto de líneas - todas con diferentes pendientes y
largos
52
Clases e invocación de métodos
 Luego de crear un objeto, podemos aplicar operaciones de su clase a éste
 Encontrar la distancia de un punto al origen
 Mover un punto a una posición nueva
 Determinar el largo de la línea
 Preguntar si dos líneas se interceptan
 Formalmente, decimos que invocamos métodos o enviamos mensajes de la
clase a un objeto de la clase.
53
Componentes de una clase en Java
Una clase en Java tiene:
 atributos: propiedades de los objetos de la clase.
 métodos: procedimientos que comparten los objetos de la
clase.
 constructores: procedimientos que se ejecutan en el
momento de la instanciación del objeto (tienen el mismo
nombre de la clase).
54
Clases
 Cada clase tiene dos componentes
 atributos
 especifican o califican el estado o las características individuales de un
objeto



 métodos
55
Punto:
coordenadas x, y
Rectángulo:
ancho, alto
RectanguloLleno: color (red, green, blue, …. )
Sigue =>
Clases
 Métodos
 Operaciones o servicios sobre objetos de una clase
 Crear (constructor) y destruir objetos
 obtener valores de los atributos de un objeto
Encontrar coordenadas x, y de un punto
 Encontrar el largo de una línea
 Encontrar el perímetro de un rectángulo
 modificar los atributos de un objeto
 trasladar un punto cambiando sus coordenadas
 estirar un línea
 expandir un rectángulo cambiando su ancho y alto

56
Ejemplo de clase
 Rectangle
 Consideremos primero los métodos:
Rectangle
getWidth
getHeight
setWidth
SetHeight
crea (construye) un rectángulo
obtiene el ancho
obtiene el alto
cambia el ancho
cambia el alto
para hacer la clase más útil, definimos
57
getPerimeter
getArea
calcula el perímetro
calcula el área
Ejemplo de clase
 Rectangle
 Consideremos primero los métodos:
Notar la convención de nombres en Java
operationTarget
Rectangle
crea (construye)
un rectángulo
getWidth
getHeight
setWidth
SetHeight
obtiene el ancho
obtiene el alto
cambia el ancho
cambia el alto
para hacer la clase más útil, definimos
minúscula
58
getPerimeter
getArea
Mayúscula inicial
No es obligación ..
calcula el perímetro
Fuertemente
recomendada calcula
el de
área
la API
Sun la usa
Ejemplo de clase- Código java
class Rectangle {
private double width, height;
// atributos
public Rectangle( double w, double h ) { // constructor
width = w;
// fija atributos según
height = h;
// parámeteros
}
 Rectangle.java
double Height( ) {
return height;
}
// simplemente retorna
// valor de atributo
double Width( ) {
return width;
}
double getArea( ) {
return width*height;
}
// retorna el valor de un atributo
// el cual es calculado
double getPerimeter( ) {
return 2.0*(width + height);
}
void setHeight( double h ) {
// actualización (mutador)
height = h;
// cambia el valor de un atributo
}
59
void setWidth( double w ) {
width = w;
}
}
Ejemplo de clase- Código java
class Rectangle {
private double width, height;
 Rectangle.java
public Rectangle( double w, double h ) { // constructor
width = w;
// fija atributos según
height = h;
// parameteros
}
Nombre de la clase
class Rectangle {
double Height( ) {
return height;
}
// simplemente retorna
// valor de atributo
double Width( ) {
return width;
}
private double width, height;
.......
}
// atributos
double getArea( ) {
return width*height;
}
// atributos
// retorna el valor de un atributo
// el cual es calculado
double getPerimeter( ) {
return 2.0*(width + height);
}
void setHeight( double h ) {
// actualización (mutador)
height = h;
// cambia el valor de un atributo
}
60
void setWidth( double w ) {
width = w;
}
}
Ejemplo de clase- Código java
class Rectangle {
private double width, height;
// atributos
public Rectangle( double w, double h ) { // constructor
width = w;
// fija atributos según
height = h;
// parameteros
}
Nombre de la clase
 Rectangle.java
class Rectangle
{
double Height( ) {
return height;
}
// simplemente retorna
// valor de atributo
double Width( ) {
return width;
}
private double width, height;
.......
}
double getArea( ) {
return width*height;
}
// atributos
// retorna el valor de un atributo
// el cual es calculado
double getPerimeter( ) {
return 2.0*(width + height);
}
void setHeight(de
doublebloque
h){
// actualización (mutador)
Delimitadores
height = h;
// cambia el valor de un atributo
}
61
void setWidth( double w ) {
width = w;
}
}
Ejemplo de clase- Código java
class Rectangle {
private double width, height;
// atributos
public Rectangle( double w, double h ) { // constructor
width = w;
// fija atributos según
height = h;
// parameteros
}
Nombre de la clase
 Rectangle.java
class Rectangle
{
double Height( ) {
return height;
}
// simplemente retorna
// valor de atributo
double Width( ) {
return width;
}
private double width, height;
.......
}
double getArea( ) {
return width*height;
}
// atributos
// retorna el valor de un atributo
// el cual es calculado
double getPerimeter( ) {
return 2.0*(width + height);
}
Atributos
void setHeight(de
doublebloque
h){
// actualización (mutador)
Delimitadores
height = h;
// cambia el valor de un atributo
}
62
void setWidth( double w ) {
width = w;
}
}
Ejemplo de clase- Código java
class Rectangle {
private double width, height;
// atributos
public Rectangle( double w, double h ) { // constructor
width = w;
// fija atributos según
height = h;
// parameteros
}
Nombre de la clase
 Rectangle.java
class Rectangle
{
double Height( ) {
return height;
}
double Width( ) {
return width;
}
private double width, height;
double getArea( ) {
return width*height;
}
// simplemente retorna
// valor de atributo
// atributos
// retorna el valor de un atributo
// el cual es calculado
.......
Atributos
double getPerimeter( ) {
}
return 2.0*(width + height);
Notar: salvo }excepciones, los atributos
deben ser privados
private!
void setHeight(
double h ) {
// actualización (mutador)
height = h;
}
63
// cambia el valor de un atributo
En buenos diseños,
las
son
void setWidth(
doubleclases
w){
width = w;
Cajas
negras!
}
}
¿Cajas negras?
 Una clase modela el comportamiento de algún conjunto de objetos similares en
comportamiento.
 Los métodos definen el comportamiento de una clase.
 Atributos?
 El implementador los elige
 No son de incumbencia del usuario
 Siempre y cuando la implementación sea correcta!
 Ocultarlos en una ¨caja negra¨
 El acceso a ellos vía métodos
 Ejemplo .... Puntos en espacio 2-D
64
Principio de ocultación de la
información
65
 Nuestro usuario intrigado puede ver
 nombre de la clase
 métodos:
 XCoord, YCoord, Distance, Angle
Principio de ocultación de la
información
 Mirando dentro, el usuario puede ver dos conjuntos de atributos
diferentes!
66
Principio de ocultación de la
información
 El usuario se da cuenta que no necesita saberlo!
 El usuario sólo quiere usar los puntos para hacer líneas!
67
Estructuras fundamentales de la
programación en Java
68
Primer programa en Java
 Todo programa debe tener al menos una clase.
 Toda aplicación Java debe tener el método main como el mostrado.
 System.out es un objeto al cual le invocamos el método println.
Nombre de archivo = FirstSample.java
public class FirstSample
{
public static void main(String[ ] args)
{
System.out.println("We will not use 'Hello, Sansanos!'");
}
}
69
 Ver: FirstSample.java
Trabajando con Java
 Desde http://java.sun.com/
 Hay versiones para solaris, linux y windows.
 Ver: http://java.sun.com/javase/technologies/index.jsp
70
ELO329
Instalación
 Hay otras versiones: Enterprice Edition (J2EE) y la Micro
Edition (J2ME).
 Instalación en UNIX:
 Incorporar el el path del compilador en el entorno al final de
.bashrc o .bashrc_profile.
 Por ejemplo: export PATH=/usr/local/jdk/bin:$PATH
 En Windows hacer lo equivalente (depende de su OS)
 Control Panel -> System -> Environment. Avanzar hasta las
variables de usuario y buscar la variable PATH. Agregar el
directorio jdk\bin al comienzo. Ej c:\jdk\bin; otras rutas.
71
ELO329
Ambientes de desarrollo
 Hay varios. Lo más básico es usar un editor de texto, escribir





72
los programas, compilar y ejecutar en la línea de comandos.
En esta opción yo uso emacs o xemacs como editor.
Otros: kate en linux, netbean de Sun.
Jedit: http://www.jedit.org/ También escrito en Java.
Eclipse (usuarios señalan que requiere más máquina)
Jcretor : http://www.jcreator.com
Netbeens : http://www.netbeans.org
Aspectos básicos: Tipos primitivos (no
son objetos)
 Booleano
 boolean
 true and false
 Enteros
 int 4 bytes Ej: 24, 0xFA, 015
 short 2 bytes
 long
 byte
8 bytes Ej: 400L
1 byte
 Punto flotante
 float
4 bytes Ej: 3.14F (6-7 dígitos signif.)
 double 8 bytes Ej: 3.14D (15 dígitos signif.)
73
Tipos primitivos (no son objetos)
 Carácter: char
 Unicode
 Usa dos bytes
 Diseñado para internacionalización
 Comillas simples: ‗a‘, ‗A‘, ‗!‘, ‗1‘, ...
 Forma hexadecimal ‗\u0008‘ (Unicode backspace)
 El byte menos significativo corresponde al ‖ASCII‖ de 8 bits.
 No visibles : Ej:
 ‗\b‘
backspace
‗\t‘
tab
 ‗\n‘
linefeed
‗\r‘
return
 ‗\‖‘
double quote ‗\‘‘
single quote
 ‗\\‘
el mismo backslash!
74
Constantes
 Se usa la palabra reservada final
 Ej: public final float CM_PER_INCH=2.54;
 Si deseamos crear sólo una instancia de esta constante para
todos los objetos de una clase, usamos:
public class Constante
{
public static final float MC_PER_INCH=2.54;
...}
 El valor se accede: Constante.CM_PER_INCH
75
Cambios de tipo automáticos
char
byte
76
short
int
long
float
double
Puede perder
información
Operadores y su precedencia
[] . ( ) (invocación)
! ~ ++ -- + - (<tipo o clase> ) new
*/%
+<< >> >>>
< <= > >= instance of
== !=
&
^
|
&&
||
?:
= += -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= >>>=
77
String
 Java tiene una clase pre-definida llamada String.
 Todos los string son objetos y su comportamiento está dado por la
clase .
 El operador + concatena strings. Si uno de los operandos no es
string, Java lo convierte string y luego lo concatena.
Ej: int nCanal=13;
String estacion = ―Canal‖+nCanal;
 Para comparar dos strings, usar el método equals.
 El nombre de un objeto es una referencia al objeto (―dirección‖),
no el objeto mismo.
78
Entrada y Salida
 La salida de texto por consola es simple haciendo uso del
objeto System.out. Es decir atributo out de la clase System.
 Hasta la versión 1.4 la entrada era bastante engorrosa. Esto
se simplifica en V1.5
 Formas gráficas de entrada y salida se verán después.
 Las clases principales a estudiar son:
 Java.io.PrintStream (desde Java 1.0), y
 Java.util.Scanner (desde Java 1.5)
79
Salida de datos simple a consola
 Desde la versión 1.0 de Java existe la clase java.io.PrintStream.
 Define métodos para la salida de stream vía buffer.
 Los caracteres son puestos en memoria temporalmente antes de
salir a consola.
 Los métodos son:
 print(Object o): invoca método toString e imprime resultado.
 print(String s): imprime string s.
 print(tipo_básico b): imprime el valor de b
 println(String s): Imprime s seguido de newline.
80
Entrada de datos simples por consola
 El objeto especial para efectuar entrada de datos es System.in; sin
embargo, éste no ofrece métodos cómodos (es instancia de
InputStream).
 Para facilitar la entrada de datos se creó a partir de la versión 1.5 la
clase Scanner, en paquete java.util, la cual trabaja como envoltorio
o recubriendo (wrapper) la clase InputStream.
 Scanner tiene varios métodos convenientes para la entrada de datos.
 Ver ejemplo: InputExample.java
81
Métodos de Java.util.Scanner
 Ver documentación
 Revisar métodos:
 hasNext(): hay más datos en entrada?
 next(): retorna próximo token.
 hasNextType(): Type es tipo básico. verdadro si hay dtal dato a
continuación. Type es boolena, Byte, Double, Float, Int, Long y Short.
 nextType(): retorna el dato del tipo Type a continuación.
 Ver también: hasNextLine(), nextLine(); findInLine(String s);
82
Entrada de datos simple vía gráfica
 Otra forma de ingresar datos es vía la clase JoptionPane, en
particular uno de sus métodos:
JoptionPane.showInputDialog(promptString); este llamado
retorna el string ingresado por el usuario.
 Ver ejemplo: InputTest.java
83
Sentencias (esto lo pueden estudiar por su
cuenta)
 IF
 if( exp ) statement1;
else statement2;
 if (a>b) x = a;
else
x = b;
else // es opcional
if ( x[i] > max ) max = x[i];
84
Sentencias - Lazos
 while
while( exp ) statement1;
while( exp ) { statements; }
while (a>b) a = x[i++];
while ( x < 0 ) {
x = getX( ... );
y = y + x;
}
 while permite evitar el viaje al bloque interno

85
Sentencias - Lazos
 do
do statement; while( exp );
do { statements; } while( exp );

do a = x[i++]; while( a>z );

do {
x = getX( ... );
y = y + x;
} while ( x > 0 );
 do implica al menos un viaje
86
Sentencias - Lazos
 for
for( exp1; exp2; exp3 ) { s; }
 equivalente a:
exp1;
while ( exp2 )
{ s; exp3; }
 for( k=0; k<n; k++ ) { s; }
equivale a:
k=0;
while( k<n ) { s; k++; }
 Patrón estándar para n iteraciones!
87
Sentencias - switch
 switch( exp1 ) {
case x1: s1; break;
case x2: s2; break;
default: s3;
}
 Ejemplo:
switch( x ) {
case 1: y = a; break;
case 2: y = b; break;
default: y = c;
}
88
Break y continue
 La sentencia break permite salir fuera del lazo de repetición
sin terminarlo (además de su uso en switch).
 También puede ser usada en conjunto con un rótulo para salir
fuera de cualquier bloque. El rótulo va inmediatamente antes
del bloque en cuestión.
 La sentencia continue transfiere el control de flujo al
encabezado del lazo más interno.
89
Clases para tipos de datos primitivos
 Envoltorios (Wrappers)
 Crean objetos para los tipos estándares.
 java.lang
 Boolean
 Integer
 Long
 Character
 Float
 Double
 Un método importante en estas clases nos permite transformar un
string que contiene números en un tipo básico. Ej: int a =
Integer.parseInt(―3425‖);
hace que a tome el valor 3425.
Se usó en ejemplo InputTest.java
90
Objetos y Clases en Java
91
Uso de clases y objetos
 Los objetos deben instanciarse
 Cada objeto tiene su propia identidad
 Cada objeto se ―referencia‖ desde una variable
Tipo de la variable
de referencia
2º Asigna el objeto
a la variable lector
Operador
para instanciar
BufferedReader lector = new BufferedReader( ... )
Variable de referencia
92
1º Crea una instancia de
la clase BufferedReader
Instanciación de objetos
 Para utilizar un objeto primero se debe definir una variable
que lo irá a referenciar, con el formato:
Clase variable
 Luego se debe crear el objeto (instancia de clase), de la
siguiente forma:
variable = new Constructor(lista de parámetros)
93
Creación de objetos nuevos
 Se usa el constructor de la clase
MiClase a = new MiClase();
 Todos los objetos son creados en el heap (memoria asignada
dinámicamente durante la ejecución).
 Lo que se retorna es una referencia al nuevo objeto (puede
ser pensada como puntero).
 Nota — no existe destructor (en C++ sí)
Java tiene un proceso de recolección de basura (Garbage
Collection) que automáticamente recupera zonas no
referenciadas.
94
Constructores
 Tiene igual nombre que la clase
 Pueden tener parámetros
 Son invocados principalmente con new
 No tiene tipo retornado
 No return explícito
 Java provee constructor por defecto ()
 Podemos proveer uno o más constructores. Esto es un tipo
95
de sobrecarga de métodos (igual nombre con distintos
parámetros)
 El compilador busca el constructor usando firma nombre
constructor + lista de parámetros
Constructores
 Inicializa objetos nuevos:
 1. Localiza memoria
 2. Asigna valores por defecto a variables (0, 0.0, null, …)
 3. Llama constructor de Superclase (más adelante)
 4. Sentencias restantes son ejecutadas
 La primera sentencia puede ser:
 super( … )
para llamar al constructor de la clase base (o
padre o superclase)
 this( … )
invoca a otro constructor
96
Referencias
 Los objetos son referenciados
 Esta es una forma ―controlada‖ de usar: Direcciones y
punteros
 Al declarar una variable de una clase obtenemos una
referencia a la variable.
 En caso de tipos primitivos (8) se tiene la variable y acceso
directo (no es referencia)
 byte, short, int, long, float, double, char,
97
boolean
Definiendo variables
Cheque pejAcct;
pejAcct
Referencia nula
pejAcct.deposit(1000000); // error
pejAcct = new Cheque("Peter", 1000, 40);
pejAcct
name
balance
chqNum
98
Este ejemplo asume que la clase Cheque ya existe y posee
miembros datos: name, balance y chqNum
Asignación
Cheque jmAcct;
jmAcct
jmAcct = pejAcct;
jmAcct
pejAcct
99
name
balance
chqNum
Implicancias de referencias
 La identidad de objetos son referencias
 referencia significa puntero (i.e. no el contenido)
 = es copiar la referencia
 Usar método clone para crear copia del objeto completo.
 == es comparación de referencias
 Usar equals para comparar contenidos
 aMethod(pejAcct)
pasa un referencia
 aMethod(tipo_básico) pasa el valor
 return pejAcct
retorna una referencia
 Usar clone para crear una copia, y luego retornarla
100
Control de acceso
 Modificador de acceso
 Visibilidad
 public
 Todas partes
 protected
 en sub-classes & pkg
 ―omitido‖
 En el paquete
 private
 Sólo en la clase
private
package
protected
101
public
Documentación
 Para la clase ponerla inmediatamente antes de la clase y ser
encerrado entre /** y */
 Para los métodos: usar los rótulos
 @param variable
descripción
 @return descripción
 @throws descripción de clase
 Para los datos públicos: /** ...*/
102
 Comentarios Generales:
 @author nombre
 @version texto
 @since texto
 @see link
 Ejemplo: @see cl.utfsm.elo.Employee#raiseSalary(double)
Documentación
 Se pueden usar todo tipo de rótulos html incrustados.
 ¿Cómo generar la documentación?:
 javadoc -d docDirectory *.java
 Para la documentación de un paquete:
 javadoc -d docDirectory nameOfPackage
 Ejemplo:
 Account.java
 index.html generado con javadoc -d AccountDoc *.java
103
Rutas para clases
 Primero incluir la ruta del compilador y máquina virtual java en la
variable PATH.
 Luego la ruta para la búsqueda de todas las clases: CLASSPATH
 El compilador y el interprete java buscan los archivos en el directorio actual.
 Si el proyecto está compuesto por varias clases en diferentes directorios,
javac y java buscan las clases en los directorios indicados en la variable de
ambiente CLASSPATH.
 En Linux ELO ésta se configura con
 export CLASSPATH=/home/user/classdir1:
/home/user/classdir2:.
 El Windows también se debe fijar la variable de ambiente.
104
Instanciación de objetos: ejemplo
Suponer la clase CajaAhorro que permite mantener el
registro de depósitos y giros de una cuenta.
 Tiene los siguientes métodos:
 depositar(int monto) : permite abonar el valor de monto a la cuenta.
 girar(int monto): permite registrar un giro por el valor de monto.
 obtenerSaldo(): retorna el saldo de la cuenta (valor int).
 obtenerTransacciones(): retorna la cantidad total de transacciones (giros y
depósitos) que se han hecho sobre la cuenta (valor int).
 Y el siguiente constructor:
 CajaAhorro() : inicializa la cuenta con saldo y contador de transacciones en cero.
105
Instanciación de objetos: ejemplo
(cont.)
Se creará una instancia de CuentaAhorro y se accesarán
sus métodos:
public class Ejemplo {
public static void main (String arg[]) {
CajaAhorro cta1 = new CajaAhorro();
cta1.abonar(1000);
cta1.abonar(500);
cta1.girar(300);
int saldo = cta1.obtenerSaldo();
int trans = cta1.obtenerTransacciones();
System.out.println( “El saldo es” + saldo );
System.out.println( “Se han hecho” + trans + “transacciones” );
}
}
106
Instanciación de objetos: ejemplo
(cont.)
Es perfectamente posible trabajar con más de una instancia
de la clase:
public class Ejemplo {
public static void main (String arg[]) {
CajaAhorro cta1 = new CajaAhorro();
CajaAhorro cta2 = new CajaAhorro();
cta1.abonar(1000);
cta2.abonar(500);
cta1.girar(800);
System.out.println( “El saldo de cuenta 2 es” +
cta2.obtenerSaldo() );
System.out.println( “Hubo” + cta1.obtenerTransacciones() +
“transacciones en cuenta 1” );
}
}
107
500
2
import java.io.*;
class Banco {
public static void main(String argum[]) throws IOException {
BufferedReader op = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String opc;
int cant,opcion;
CajaAhorro cuenta = new CajaAhorro();
boolean continuar = true;
System.out.println("Seleccione una opción");
System.out.println("1.-Abonar 2.-Girar 3.-Cons. Saldo 4.- Salir");
opcion= Integer.parseInt( op.readLine() );
switch (opcion) {
case 1:
System.out.println("Ingrese la Cantidad a abonar");
cant= Integer.parseInt( op.readLine() );
cuenta.abonar(cant);
break;
case 2:
System.out.println("Ingrese la Cantidad a girar");
cant=Integer.parseInt( op.readLine() );
cuenta.girar(cant);
break;
case 3:
System.out.println("Saldo :" + cuenta.obtenerSaldo());
System.out.println("Trans.:” + cuenta.obtenerTransacciones());
break;
case 4:
continuar = false;
}
}
}
} // fin clase
108
Ejemplo de programa que utiliza una clase
Ejemplo: clase CajaAhorro
Saldo
Transacciones
109
0
0
girar
depositar
obtenerSaldo
obtenerTransacciones
Objeto
Aplicación
Se requiere la
instanciación
de un objeto
de la clase
CajaAhorro.
Ejemplo: depositar
depositar
(1000)
10000
110
Opción Depositar
Monto $: 1000
Usuario
Saldo
Transaccione 10
sgirar
depositar
obtenerSaldo
obtenerTransacciones
Objeto
Aplicación
Ejemplo: depositar (otra vez)
depositar (500)
1500
1000
111
Opción Depositar
Monto $: 500
Usuario
Saldo
Transaccione 12
sgirar
depositar
obtenerSaldo
obtenerTransacciones
Objeto
Aplicación
Ejemplo: girar
girar (300)
1200
1500
112
Opción Girar
Monto $: 300
Usuario
Saldo
Transaccione 23
sgirar
depositar
obtenerSaldo
obtenerTransacciones
Objeto
Aplicación
Ejemplo: consultar estado
obtenerSaldo ()
Opción consultar
estado
1200
obtenerTransacciones()
Saldo $1200
1200
1500
113
Saldo
Transaccione 23
sgirar
depositar
obtenerSaldo
obtenerTransacciones
Objeto
3
Usuario
Transacciones: 3
Aplicación